粉煤灰综合利用2008NO.增FLY ASHCOMPREHENSⅣEUTⅡ。
因此,若 将粉煤灰中的未燃炭通过分选分离出来,一可大量节 约能源,二可提高粉煤灰资源化程度和价值,三可提高 粉煤灰的利用率。 粉煤灰在水泥混凝土的利用,主要 是利用它的三种效应。
对水泥混凝土而言,粉煤灰中 未燃尽炭粒是有害成分,其吸水性大、强度低、易风化, 特别影响混凝土的需水性和密实度以及化学外加剂掺 量。
近 年来,随着我国商品混凝土的发展,对粉煤灰质量的要 求也越来越严。 为了有效安全的使用粉煤灰,促进粉 煤灰的综合利用,1991年国家颁布了《用于水泥和混 凝土中的粉煤灰》的标准,2005年又对原标准进行了 修改并于2005年8月1日实施《用于水泥和混凝土中 的粉煤灰》GB/T1956—2005新标准。 标准的制定和 修改对粉煤灰的应用起到了指导和推动作用。
根据粉 煤灰细度(45p,m筛余)、需水量比、烧失量等指标,将 粉煤灰分为I级、Ⅱ级、Ⅲ级灰,对其细度要求分别为 12.0%、25.0%和45.0%,烧失量要求分别为5.O%、8.0%和15.0%。 1密度为1800—2900kg/m’,堆积密度为530—1260 ks/m3。 从物相上讲,粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿 物的混合物¨。 由于煤粉颗粒间的化学成分不完全 一致,因此粉煤灰在排出冷却过程中形成了不同的物 相。 氧化硅及氧化铝含量较高的玻璃珠在高温冷却过 程中逐步析出石英及莫来石晶体,氧化铁含量较高的 玻璃珠析出赤铁矿和磁铁矿。 粉煤灰中晶体矿物含量 还与粉煤灰冷却速度有关。 通常,冷却速度较快时,玻 璃体的含量较多;反之,玻璃体容易析晶。
晶体矿物主 要为莫来石、石英、磁铁矿、硅酸盐矿物等;非晶体矿物 包括玻璃体、无定型碳和次生褐铁矿等。 粉煤灰颗粒粒径一般为0.5p,m一300p,m,平均几 何粒径小于401xm,其特征颗粒主要有不规则玻璃质 颗粒、未燃尽炭粒、复珠、富铁微珠和富硅铝玻璃微珠。 粉煤灰的主要化学成分为SiO:和AI:O,,两者含量占 60%以上。 粉煤灰中未燃尽的炭大部分以单体形式存 在于粉煤灰中,炭粒呈海绵状和蜂窝状,比表面积大。
疏松多孔,亲油疏水,具有良好的吸附活性。 炭粒较 软,强度较低,部分石墨化,密度一般为1600。 1700kg/m3,堆积密度一般为660—740kg/m3。
一般炭粉煤灰分析粒平均粒度大于粉煤灰的平均粒度,即粗粒级粉煤灰 中的含炭量高于细粒级粉煤灰¨J。 1.2粉煤灰粒径与含炭量的关系 我们选取了烟台华力热电股份有限公司、镇江谏1.1粉煤灰及其未燃炭的理化特征 粉煤灰是一种分散度较高的粉状物料。 由表1可知,粉煤灰颗粒中的含 炭量随着颗粒粒度的增大含炭随之增加,在43斗m以 下的颗粒中含炭量很少,能够满足I级粉煤灰的要求。 对粉煤灰电镜下观察结果证明,随粒度变细,粉煤 灰的成珠率有增加趋势,而在15肛m级别中,含珠率可 达60%以上;这是由于随粒度变细含煤粉的燃烧完 全,珠体中残炭变少,透明的焙珠增加;较粗级别中,不 仅珠体少,且多为含炭珠,不透明。 这也说明,粉煤灰 中的含炭量主要集中在粗颗粒,与粉煤灰含炭量分析 相一致。 衰1 图2单点直抽开路分选工艺流程▲建材企业生产商品粉煤灰一般采用球磨机开路粉 磨或闭路粉磨工艺,采用单一分级工艺的不多。 由于 粉煤灰原状灰已经含有一定量的合格细粉,采用开路 细磨的工艺,过粉磨现象严重,系统效率低,电耗高。 随着分选技术和装备的发展,采用闭路粉磨工艺系统 效率更高。
粉煤灰闭路粉磨时原状灰首先进入选粉机 进行分级,粗灰再人球磨机进行粉磨,限度地发挥 选粉机的功能,系统粉磨效率。 以上几种工艺流 程仅仅能保证粉煤灰的细度,而对粉煤灰的含炭量 (烧失量中的主要部分)不能得到保证,也是说生产 的粉煤灰不能达到I级灰的标准要求。 电力行业分选粉煤灰采用的典型分选机有:动 态的”强制涡流式分选机”和静态的”涡壳式分选机” 等机型,单台分选机处理能力在5t/h一50t/h。 其强制 涡流式分选机吸收了日本小野田公司的O—Sepa选粉 技术,涡壳式分选机则来自于美国Buell公司的离心 式分选技术。 2.2.1湿法脱炭技术湿法分选脱炭技术主要是浮选法。 试验证明,粉煤灰中炭粒的表面润湿性和可浮 性与煤炭类似,其接触角在600左右,而其他颗粒的接 触角只有lOo左右。
在浮选过程中,由于炭粒具有较 大的接触角,可能粘附于气泡表面浮出灰浆液面,而粉 煤灰中的其他颗粒接触角较小,不能粘附于气泡表面 时仍然留在灰浆中,并且在浮选药剂的作用下,炭粒之 间的这种润湿性差别可以增大,从而实现炭粒与其他 颗粒有效地分离。 粉煤灰湿式分选适用于湿排灰,对于由于湿排灰 而言,粉煤灰中未燃炭经水突然冷却,其表面性质已变 得比较复杂,再加上长期在水中浸泡,其表面已严重氧 化,浮选活性要比煤炭低。 邱跃琴等通过浮选试验,确定的工艺条件 为:粗选时间5min,精选时间3rain、药剂与矿浆作用时 间lrain、充气量为0.35m3/m2?rain、矿浆浓度29%、 轻柴油用量为790(g/t),自制起泡剂用量为600(g/t)。
3分选、脱炭生产工艺流程比较 3.1常见的分选、脱炭生产工艺流程3.1.1单一电选生产工艺流程单一电选生产工艺流程根据粉煤灰含炭量的多少和用户对粉煤灰的要求 可分为一次电选(图3(a))和两次电选(图3(b))二 种工艺流程。